Les tempêtes solaires qui ont le magnétisme à travers le système solaire peuvent éliminer les satellites, les réseaux électriques, les systèmes de communication et de navigation et mettent en danger les astronautes dans l'espace. Les scientifiques peuvent observer ces phénomènes, appelés éjections de masse coronale (CME), au fur et à mesure qu'ils se produisent, mais il est difficile de prédire quand ils frappent.
L'observatoire de magnétisme solaire coronal (COSMO) pourrait changer cela.
Des scientifiques du Centre national national de recherche atmosphérique (NSF NCAR) de la National Science Foundation américaine (NSF NCAR) développent COSMO pour répondre à la nécessité d'un avertissement plus avancé de la CME en direction de notre planète. L'observatoire solaire au sol transformerait la compréhension fondamentale de l'humanité de la formation d'éruptions solaires et d'autres conditions météorologiques spatiales qui peuvent affecter les technologies – et donc les vies et les moyens de subsistance des personnes – sur la Terre.
NSF NCAR a complété les étapes importantes du développement de Cosmo au cours de la dernière année. En avril, l'équipe a terminé la revue de conception finale (FDR) pour le grand coronagraphe (Cosmo-LC), le télescope solaire qui sera l'instrument central et le plus reconnaissable de l'observatoire. Ils ont également réduit le nombre d'emplacements potentiels pour COSMO et déployé des instruments pour la prochaine phase d'évaluations.
« Nous savons que les tempêtes solaires se préparent dans l'atmosphère extérieure du soleil, connu sous le nom de Corona, mais nous devons mieux comprendre les processus et les conditions magnétiques qui se produisent avant une tempête », a déclaré Holly Gilbert, chercheur principal de Cosmo et directeur de l'Observatoire de haute altitude de NSF NCAR.
« COSMO mesurerait les champs magnétiques qui conduisent les éruptions et nous permettraient d'étudier l'atmosphère solaire en tant que système interconnecté – quelque chose qu'aucune installation ou instrument existant ne peut fournir. Il est conçu pour combler des lacunes importantes dans les capacités d'observation de l'humanité. »
Revue de conception finale complète
NSF NCAR a travaillé avec le génie industriel européen (EIE) sur la revue de conception finale (FDR), achevé en avril 2025. Le FDR a représenté l'aboutissement des efforts des scientifiques NSF NCAR, des ingénieurs et leurs partenaires EIE pour itérer et arriver à une conception cosmo-LC qui répond à toutes les exigences scientifiques et techniques. Dans le cadre du FDR, EIE a également développé un coût de construction pour le télescope Cosmo-LC, l'élément de coût COSMO le plus incertain avant le FDR. L'estimation de la construction est de 20 millions de dollars en dollars pour l'exercice 2025, à l'exclusion des coûts spécifiques au site pour le dôme du télescope, les instruments et les bâtiments de l'observatoire.
Le Cosmo-LC aura une ouverture de 1,4 mètre de diamètre (55 pouces), l'ouverture de l'objectif qui permet de faire entrer. La grande ouverture de Cosmo permettra au télescope de rassembler suffisamment de lumière pour mesurer la force du champ magnétique de la couronne.
Trois sites Cosmo potentiels
Après avoir évalué six sites potentiels pour COSMO, NSF NCAR a réduit son objectif aux emplacements suivants:
- Observatoire de Magdalena Ridge, Nouveau-Mexique
- Cerro Tololo Observatoire interaméricain, Chili
- Teide Observatory (Izaña), Espagne
Les critères d'évaluation de l'équipe comprenaient les moteurs des coûts locaux, la viabilité scientifique, les conditions géopolitiques et d'autres considérations.
Pour la prochaine phase des évaluations du site, NSF NCAR a déployé des instruments supplémentaires pour mesurer les conditions atmosphériques qui peuvent affecter la clarté des observations coronales tout en continuant à observer la luminosité et la météo du ciel. NSF NCAR continuera de travailler avec les communautés sur les trois sites à mesure que l'évaluation des données se poursuit. Au cours de cette période, NSF NCAR affinera également les données sur les moteurs de coûts de construction et d'autres facteurs qui affecteront le choix d'un site COSMO.
Après cette phase, NSF NCAR recommandera un site primaire et de sauvegarde pour COSMO et cherchera des opportunités de proposer pour la construction complète de Cosmo.
NSF NCAR continuera de collecter les données météorologiques et radiométriques à la station Barcroft en Californie et à l'Observatorio Astronómico Félix Aguilar en Argentine, même s'ils n'ont pas été sélectionnés pour l'évaluation de la phase 2. Les données peuvent être utiles pour les projets futurs, y compris les emplacements Coronagraph pour le groupe de réseaux mondiaux de prochaine génération (NGGONG).
Combler un «écart d'information critique»
À l'heure actuelle, les scientifiques ne peuvent voir que des tempêtes solaires se produire, comme repérer une tornade entièrement formée. Cosmo permettrait aux scientifiques de comprendre ce qui se passe dans l'atmosphère du soleil avant une tempête solaire, ce qui est essentiel à la capacité de prédire quand ils se produiront. De meilleures prédictions donneraient aux opérateurs de réseau électrique, aux fournisseurs de satellites et à d'autres plus de temps pour se préparer à la tempête solaire à venir, similaire à la publication d'une montre ou d'un avertissement de tornade.
Cosmo aura trois instruments travaillant ensemble pour suivre l'accumulation d'énergie dans le champ magnétique du Soleil: Cosmo-LC, le K-Coronagraph (K-COR) et le magnétomètre chromosphérique et de proéminence (Chromag). Ensemble, ces trois instruments observeront des changements dans les conditions de plasma dans la couronne et l'atmosphère juste en dessous de la couronne, appelée chromosphère. Ces observations seront utilisées pour identifier et suivre les processus physiques qui créent des tempêtes solaires et fournir de nouvelles informations pour les prévisions météorologiques spatiales.
La combinaison du Cosmo-LC, K-COR et Chromag sera en mesure de répondre à plusieurs objectifs scientifiques pour fournir les informations fondamentales nécessaires pour prédire la météo spatiale dans un avenir proche et à 10 ans.
Les informations fournies par COSMO combleront un « écart d'information critique » dans les capacités de prédiction météorologique scientifique et spatiale.
L'enquête note que «la capture de phénomènes éruptifs nécessitera presque certainement un champ de vision mondial» comme le Cosmo-LC fournirait. L'enquête reconnaît également l'état de conception avancé de Cosmo-LC et que l'Observatoire incorporerait une technologie éprouvée, réduisant le coût et les risques scientifiques associés à la construction.
Le polarimètre multicanal coronal amélioré (UCOMP), actuellement utilisé à l'observatoire solaire Mauna Loa de NSF NCAR (MLSO) à Hawaï, est un prototype du plus grand Cosmo-LC. K-COR est déjà utilisé chez MLSO et Chromagis est prêt à y être déployé. NSF NCAR a également plus de 60 ans d'images synoptiques de MLSO, permettant aux scientifiques d'étudier l'activité magnétique coronale à des échelles de temps à court et à long terme.
Étudier la couronne
L'étude coronale est au cœur de la prédiction météorologique spatiale. Cosmo s'appuyerait sur les capacités de MLSO pour créer une vue encore plus complète de la couronne et compléter d'autres observatoires solaires du sol et spatiaux disponibles, tels que les phénomènes solaires NSF Daniel K. Inouye, qui voit les phénomènes solaires trois fois plus petits que toute autre Telescope solaire, ou la NASA, lauréat du Polarimeter pour un œuvres de Soliron et de l'hélicophe phénomènes transitoires lorsqu'ils se déplacent de la couronne vers la Terre.
« Les différentes observations, domaines de la vision et points de vue dans l'espace et sur terre nous permettent de créer une vision et une compréhension plus complètes du soleil », a déclaré Sarah Gibson, scientifique principal du NCAR NCAR et responsable du développement de Cosmo. « Cosmo fournirait la pièce manquante, qui est la vue globale (entier du soleil) de la couronne. »
